摘要:随着通用变频器的大量使用,变频器的日常维护及维修工作也相应繁重,据初步分析,有很多是由于变频器的运行环境和工作条件不尽人意造成的,导致变频器运行性能下降,使用寿命缩短。本文浅析使用变频器时应注意的问题。
关键词:变频器;日常维护及维修;注意的问题
引言
使用环境不合理、设置参数不正确或维护不到位,容易造成变频器误动作及发生故障或无法满足预期的运行效果,甚至导致生产中断,造成不必要的经济损失。为了防患于未然,应对故障原因进行认真分析。
1变频器的选用
1.1变频器类型的选择
变频器的类型主要应根据所驱动的负载性质和变频调速方案中所确定的控制方式制动方式来选择。如风机水泵类的二次方负载,使用线性控制方式,则可选用风机水泵类的专用变频器。对于恒转矩负载,调速性能要求比较高,使用矢量控制方式,则可选用高性能的具有矢量控制功能的变频器。当变频器需要与外部控制系统采用通信方式连接时,选择变频器时还需考虑变频器的通信能力及采用的通信协议等。
1.2变频器容量的计算与选择
在变频器的技术性能规格中有变频器的最大适配电动机容量这一数据,但实际上限制变频器使用功率的是输出电流的大小,因此直接按照变频器的最大适配电动机容量来选择变频器的容量是不合适的,变频器的容量选择由很多因素,但基本原则是变频器的额定电流一定要大于被驱动电动机在运行中可能出现的最大电流。
1.3变频器的型号选择与注意事项
选择变频器时,还应考虑负载的特点。如电机长期低速运转,电机的风扇自我冷却能力下降,因此可考虑通过传动机构减速的方式。或者选用极数较多的电动机,使电机尽量在较高的频率运行,以提高变频器的效率。
2参数设定
(1)变频器在电机空载时工作正常,但不能带载起动。这种问题常常出现在恒转矩负载。一台FRNl60P7,4EX变频器在试车时电机空试正常,但一带负荷即跳闸,提高了加减速时间后仍无法带载。继续检查转矩提升值,将转矩提升值由“2”改为“7”后,提高了低频时的电压输出,改善了低频时的带载特性,电机带载正常。遇到上述问题时应重点检查加、减速时间设定及转矩提升设定值。(2)变频器投运、电机还未起动就过载跳停。一台7.5kW-6极电机采用变频控制,变频器在投运起动时频繁跳停。经查,原设定时将偏置频率设定为2Hz,变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前,受控电机将一直接收2Hz的低频运行指令而无法起动。经测定该电机的堵转电流达到47A,约为电机额定电流的3倍,变频器过载保护动作属正常。改偏置频率为0Hz,电机起动正常。(3)频率已经达到较大值,但电机转速仍不高。一台新投用的变频器频率设置显示已经很大,但电机转速明显较同频率下其它电机低。检查频率增益设定值为150%。由频率设定信号增益定义可知:设定增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率,假设设定频率为30Hz,实际输出频率仅为20Hz。将设定增益改为100%后,问题得到解决。(4)频率上升到一定数值,继续向上调节时,频率保持在一定值不断跳跃,转速不能提高。变频器工作时,将自动计算输出转矩,并将输出转矩限制在设定值内。如果驱动转矩设定值偏小,将可能使输出转矩受到限制,导致变频器输出频率达不到给定频率。遇到上面的问题,应检查驱动转矩设定值是否偏小,变频器的容量是否偏小,再设法解决。
3变频器的电磁干扰
3.1变频器的电磁干扰
(1)变频器的良好接地可保证电气控制系统正常工作,同时也是抑制系统噪声的重要手段,建议将变频器的接地与其他动力设备接地点分开。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)变频器与被驱动电动机之间的距离不宜过长。若确需长距离控制则建议采取技术措施,如降低载波频率或增加输出电抗器选件,以使设备正常运转。(3)在微机控制板的输入电源侧采用加装滤波器、共模电感、高频磁环等措施,可以有效抑制传导干扰。(4)在变频器的电源侧加装滤波器,可有效抑制对电网的传导干扰。如果变频器与被驱动电动机之间距离较长,则应当在变频器的输出端加设交流输出电抗器。(5)对于由各种传感器检测输入的模拟控制信号,应当进行电气屏蔽和隔离。尽量不采用模拟量控制。一般变频器都具有多段频率(转速)设定控制,对于一般的控制要求都可以满足。
3.2变频器的电网干扰
在驱动冲击性负载时,电压可能出现闪变。另外,变频器在运行时产生的谐波对电网有一定的危害,对变频器设备本身也不利,可以适当考虑选取以下措施。(1)在使用变频器比较集中的场所,可采用集中整流,直流共母线供电方式,当然其成本较高。(2)在变频器输入电源侧加装无源滤波器,以减小输入谐波,提高功率因数。或在变频器输入电源侧加装有源PFC装置,其可靠性较高,效果好。(3)在驱动冲击性负载时,可加装无功静补装置,以提高电网功率因数。(4)在采用外部开关量控制端子时,如连接线路较长,可采用屏蔽电缆,以减小干扰。(5)可采用直接从变压器侧供电给变频器。或使用单独的变压器给变频器供电。(6)当采取外部通信方式控制变频器时,可考虑使用屏蔽双绞线,并将屏蔽层接地。对于现场总线控制的高速控制系统,应采用专用通信电缆,并进行多点接地,以提高变频器控制系统运行的可靠性。
4故障诊断
变频器拥有较强的故障诊断功能。变频器在保护跳闸后故障复位前,将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因,可缩小故障查找范围,大大减少故障查找时间。黑化集团动力分厂变频器发生过几次故障,一般都有故障指示代码。(1)变频器一启动就跳停,故障指示为“OCl”。OCl为加速时过电流,怀疑为电机故障,将变频器与电机连接线断开,检查电机绕组匝间短路。更换电机后变频器运行正常。(2)变频器在频率调到15Hz以上时,“LU”欠电压保护动作。“LU”保护信号指整流电压不足。从整流部分向变频器电源输入端检查,发现电源输入侧缺相。由于电压表从另外两相取信号,电压表指示正常,没有及时发现变频器输入侧电源缺相。输入端缺相后,由于变频器整流输出电压下降,在低频区,因充电电容的作用还可调频,但在频率调至一定值后,整流电压下降较快,造成变频器“LU”跳闸。
5变频器的维护
变频器是一种精密的静止型电力电子装置,其核心部件基本上可以认为是不用维护的。但如果使用不当,仍可能发生运行故障,因此要进行日常的检查与维护。(1)安装有变频器的电气控制柜在受到机械振动或者冲击时,可能会产生电气上接触不良的问题。因此设备运行一段时间后,应对其进行检查和维护。(2)在气温变化较大时,变频器的内部容易出现结露,此时变频器的绝缘性能就会降低,严重时可能会引发短路事故。因此,必要的时候可以在电气控制箱中放置干燥剂,或采取加热除湿措施。(3)在日常运行维护中,要经常检查变频器的输出电流,如果输出电流在同样工况下高于平时,应该及时查明原因。(4)在日常运行中,必须经常对空调通风设备进行直观检查,运行期间应该经常检查变频器散热器的温度,如果发现有温度高于平时的现象,则很有可能是变频器的通风散热情况有了变化,要及时查明原因并进行处理。(4)在对变频器进行检查时,必须断开变频器的电源,并保证变频器内部主电路的滤波电容器有充分的放电时间,以免滤波电容器的残余电压引起触电危险。(5)变频器中的冷却风扇滤波电容等属于变频器的损耗件,需要定期更换,冷却风扇的更换标准通常是三年,滤波电解电容器的更换标准通常是五年。
结语
变频器的应用推动了工业生产的发展,在生产效率与质量方面都有所提高。变频器技术是集计算机与电子技术于一体的电能控制装置,具有优越的性能。随着科学技术的发展以及不断地实践应用,变频器技术会得到不断地改善,为工业生产的安全稳定运行提供有利的条件。
参考文献
[1]郑明俊,余正荣.变频器扩展摆频设定功能的探讨[J].广东化纤,2017,(01).
[2]刘可模.摆频变频器的节能运行[J].化纤与纺织技术,2016,(01).
论文作者:李治均
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/25
标签:变频器论文; 频率论文; 电机论文; 转矩论文; 故障论文; 负载论文; 电压论文; 《基层建设》2018年第18期论文;